CC BY
4
9. Потапов А. И., Беляев Е. Н., Ястребов Г. Г. // Региональные проблемы и управление здоровьем населения России. - М., 1996. - Вып. 2. - С. 171-200.
10. Рахманин Ю. А., Новиков С. М, Чибураев В. И., Ша-шина Т. А. // Вестн. СПбГМАим. И. И. Мечникова. - 2001. - № 2-3. - С. 58-62.
11. Скальный А. В. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение). — М., 1999.
12. Скальный А. В., Кудрин А. В. Радиация, микроэлементы, антиоксиданты и иммунитет. — М., 2000.
13. Скальный А. В. // Вестн. СПбГМА им. И. И. Мечникова. - 2001. - № 1. - С. 52-56.
14. Скальный А. В., Быков А. Т., Лимин Б. В. Диагностика, профилактика и лечение отравлений свинцом. — М., 2002.
Поступила 02.04.07
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2007 УДК 614.7-074(1-21)
А. Г. Малышева, Е. Г. Растянников, А. А. Беззубое, Н. 10. Козлова, И. Н. Луцевич, Е. Е. Кубланов ОЦЕНКА РЕАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ ХИМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва; Саратовский государственный медицинский университет
К сожалению, до настоящего времени аналитический мониторинг окружающей среды основан на учете малого числа загрязняющих веществ. При этом выбор ведущих показателей для контроля нередко является не вполне корректным, так как проведен без идентификации реального компонентного состава загрязнений и нередко включает анализ гигиенически малозначимых соединений. Проблема химкко-анапитического контроля усугубляется еще и тем, что в основе большинства официальных методов контроля качества среды, используемых как в нашей стране, так и за рубежом, лежит принцип целевого анализа, ориентированного на определение конкретных веществ или групп соединений. Такой подход не учитывает применение анализов, направленных на идентификацию веществ и контроль ненормированных соединений. Нами обнаружено, что вещества, поступающие в городскую среду от источников загрязнения и одновременно содержащиеся в объектах окружающей среды, представлены в виде спектров переменного состава в зависимости от источника загрязнения. Этот факт свидетельствует об ограниченности аналитического мониторинга среды, включающего стандартный набор до 20—60 контролируемых показателей.
Несовершенство действующей в настоящее время системы химико-аналитического контроля качества объектов городской среды показано на примерах исследования спектров органических соединений в городском атмосферном воздухе и воде плавательных бассейнов.
Основными источниками антропогенного загрязнения воздушной среды городов являются промышленные предприятия, транспорт и объекты коммунального хозяйства. Наибольший вклад в загрязнение городского атмосферного воздуха вносит автотранспорт. В связи со значительным его ростом доля в суммарном объеме выбросов загрязняющих веществ ежегодно возрастает. По результатам систематического наблюдения за состоянием атмосферного воздуха Москва вошла в перечень 38 городов с очень высоким уровнем химического загрязнения воздушного бассейна, индекс загрязнения атмосферы которых составил более 14. Среди органических соединений веществами, определяющими высокий уровень загрязнения воздуха, являются только бензол и формальдегид, среднегодовые концентрации которых превышали предельно допустимые до 3,3 и 1,9 раза соответственно, а также еще ряд веществ, в частности фенол, толуол, ксилол и ацетон, имеющих высокую повторяемость превышений ПДК.
Однако в городском атмосферном воздухе содержатся сотни органических веществ. Так, хромато-масс-спек-трометрическая идентификация компонентного и группового состава органических соединений, содержащихся в атмосферном воздухе вблизи автомобильных дорог с разной интенсивностью автомобильного движения в Ленинском районе Москвы (Центральный административ-
ный округ), показала, что на перекрестке с интенсивным движением выявлено 136 соединений, в месте с меньшей интенсивностью движения 119, а в парке — 84 вещества. Идентифицированные соединения принадлежали к 17 группам химических веществ. При этом в парке выявлено 11 групп веществ, а в пункте с наибольшей интенсивностью движения автотранспорта — 17 , в частности фу-раны, инданы, органические нитрилы, нафтатины, кето-ны, фталаты, значительная часть непредельных и цикло-углеводородов, фенол, формальдегид, ацетальдегид, акролеин, а-метакролеин, 2- и 3-метилбутанали, фурфурол. Отмечены также более высокие концентрации практически всех идентифицированных углеводородов. При этом суммарная концентрация органических компонентов составляла в воздухе с наиболее интенсивным движением 3,5 мг/м3, в пункте с меньшей интенсивностью движения 1,8 мг/м3, тогда как в парке не превышала 0,5 мг/м3, что подтверждало существенную роль автотранспорта в загрязнении атмосферного воздуха (см. рисунок). Во всех пунктах отбора проб воздуха вблизи автомагистралей с разной интенсивностью движения транспорта основная часть идентифицированных веществ принадлежала к парафино-нафтеновым углеводородам и находилась в пределах 34—44%, ароматические углеводороды составляли 17—25%. Из предельных углеводородов наибольшие концентрации приходились на долю нормальных алканов С5—С8 и их малоразветвлен-ных изомеров. Среди непредельных углеводородов преобладали пропилен и изобутилен, ароматических — бензол, толуол, ксилол, этилбензол. В спектре соединений, загрязняющих атмосферный воздух в пункте с высоким уровнем интенсивности автомобильного движения, обнаружены вещества 2-го класса опасности в концентрациях, превышающих ПДК, в частности акролеин, а-метакролеин, бензол, стирол, нонаналь, фенол, формальдегид. В концентрациях выше ПДК присутствовали также ацетальдегид, ацетофенон, фуран, 2-метилфуран, этилбензол, диэтилбензол, 2-метилпропаналь, алкилбен-золы (всего 21 вещество). Наряду с канцерогенным бензолом обнаружены вещества, также относящиеся к разряду канцерогенных, — четыреххлористый углерод, ио-дистый метил, а также в концентрациях до 22 ПДК ацетальдегид. Идентифицировано 14 соединений, входящих в перечень 129 приоритетных загрязняющих веществ Агентства США по охране окружающей среды (ЕРА).
Анализ выявленных спектров веществ позволил установить важный в гигиеническом отношении факт — в многокомпонентном составе загрязнений до 52% органических соединений не имели ПДК. При этом среди групп атмосферных загрязнений, в состав которых входили высокотоксичные вещества, доля ненормированных соединений составляла для органических нитрилов 83%, инданов 100%, кетонов 88%, олефинов и диенов 73%, циклоуглеводородов 56%, ароматических соедине-
нитрилы ^ галогенсодержащие
Групповой состав органических веществ, обнаруженных в атмосферном воздухе вблизи автомобильных дорог с разной интенсивностью движения автотранспорта.
По ос» абсцисс — А — наибольшая интенсивность движения автотранспорта (перекресток автодорог); Б - меньшая (дорога с односторонним движением); В - парк (203 м от дороги). По оси ординат - концентрация органических веществ, мг/м\
ний 39%, галогенуглеводородов 38%, фуранов 25%, альдегидов 14%.
Следует отметить, что органические нитрилы, кето-ны, цикло- и галогенуглеводороды в реальных условиях окружающей среды относятся к труднотрансформируе-мым, а ароматические углеводороды и фураны — к сред-нетрансформируемым группам, в связи с чем под действием природных деструктирующих факторов (например, озона, ультрафиолетового излучения, оксидов азота и др.) они практически не подвержены разрушению или разлагаются в очень малой степени. При неблагоприятных условиях эти соединения могут накапливаться в воздухе. В то же время олефины и диены принадлежат к лег-котрансформируемым группам и подвержены деструкции в воздухе в большей степени, поэтому при контроле следует учитывать также и продукты их трансформации.
Уровень загрязнения воздушной среды, рассчитанный по сумме превышения ПДК (ЕС/ПДК), достигал для атмосферного воздуха в пункте с высокой интенсивностью автомобильного движения 84, в пункте с меньшей интенсивностью 39, а в контрольной точке отбора в парке 5.
В целом, в атмосферном воздухе Москвы идентифицировано до 136 летучих углеводородов. Из спектра обнаруженных органических соединений 21 вещество присутствовало в концентрациях, превышающих предельно допустимые, в том числе соединения, относящиеся ко 2-му классу опасности и входящие в разряд канцерогенных, а также в перечень приоритетных загрязняющих веществ ЕРА. Большинство органических веществ при расчете суммарного превышения ПДК не входило в стандартный набор контролируемых показателей государственного химико-аналитического мониторинга среды. Полученные результаты по исследованию спектра загрязнений городского атмосферного воздуха на примере Москвы свидетельствовали о несовершенстве системы химико-аналитического контроля загрязнения воздушного бассейна города, ориентированного на ограниченное количество показателей, и отсутствии учета возможной трансформации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
Примером несовершенства системы аналитического мониторинга качества городской среды может служить контроль состояния атмосферного воздуха Москвы во время лесных пожаров летом 2002 г. Контроль осуществляли по перечню показателей, который включал в основном анализы содержания озона, оксидов углерода и азота и взвешенных частиц. При этом остались неучтенными большинство соединений, способных присутствовать в воздушном бассейне города. В солнечную погоду,
для которой характерны высокий уровень УФ-излучения и высокая температура воздуха, следовало ожидать присутствия в городском воздухе большого количества токсичных продуктов фотохимических превращений загрязняющих веществ, в частности альдегидов, кетонов, полициклических ароматических углеводородов, хлорсо-держащих соединений и др. При оценке риска здоровью населения их влияние осталось неучтенным, поскольку эти токсичные и опасные вещества оставались вне поля зрения контролирующих лабораторий.
В то же время применение оздоровительных мероприятий с целью снижения неблагоприятного воздействия экологической ситуации городской среды также может оказаться небезопасным для здоровья человека. Можно привести пример недоучета реальной опасности воздействия химического загрязнения, которое может получить человек в плавательном бассейне.
Известно, что к настоящему времени одним из наиболее распространенных способов обеззараживания воды остается хлорирование, несмотря на существенный в гигиеническом отношении недостаток — образование токсичных и опасных для здоровья человека галогенсо-держащих соединений, некоторые из них проявляют и канцерогенные свойства. Для дезинфекции воды в плавательных бассейнах и аквапарках используют различные хлорсодержащие агенты. Идентификация химического состава воды в плавательном бассейне и аквапарке (Саратов) продемонстрировала опасность присутствия токсичных органических веществ и продуктов трансформации (см. таблицу).
Так, в воде бассейна обнаружено до 50 веществ. Среди них выявлены предельные, циклические и ароматические углеводороды и их кислород-, галоген-, азот- и серосодержащие производные. До 50% суммарного содержания идентифицированных веществ составили кислородсодержащие вещества, представленные альдегидами, кетонами, карбоновыми кислотами, эфирами, фенолами, фурановыми соединениями. Обнаружено присутствие более 10 галогенсодержащих веществ, составивших более 40% суммарного содержания идентифицированных веществ. Среди них в значительных концентрациях выявлены хлороформ, бромдихлорметан, дихлорметан, дихлорацетонитрил, четыреххлористый углерод, хлорме-тилбензэтаноламин, ди- и трихлорацетамиды, дихлор-трифторэтан, трихлордифторэтан. Отметим, что нормированные хлороформ, бромдихлорметан, четыреххлористый углерод, дихлорметан присутствовали в концентрациях, превышающих типичные для хлорированной питьевой воды. Так, хлороформ в воде бассейнов присутствовал в концентрациях до 100 мкг/дм3, что соответствовало уровню гигиенического норматива для питьевой воды, бромдихлорметан — до 10 мкг/дм3. Вместе с тем обратило на себя внимание присутствие азотсодержащих (аминов, амидов, нитросоединений) и серосодержащих соединений, составивших до 4,2% суммарного содержания идентифицированных веществ, что свидетельствует о загрязнении воды бассейнов продуктами жизнедеятельности человека. Подчеркнем важный в гигиеническом отношении факт; из широкого спектра соединений, обнаруженных в воде бассейнов, для 80% веществ гигиенический норматив не установлен, из чего следует, что эти вещества не контролируются и их влияние на здоровье человека остается неучтенным.
Высокие концентрации хлороформа, достигающие 700 мкг/м3 и более, выявлены также и в надводном слое воздуха бассейнов, что превышало среднесуточную ПДК хлороформа в атмосферном воздухе (30 мкг/м3) более чем в 20 раз. Кроме того, в воздушной среде бассейна и аквапарка, несмотря на применение вентиляционной системы, также идентифицированы спектры азот-, кислород- и серосодержащих соединений. Отметим, что и среди веществ, обнаруженных в воздухе бассейна и аквапарка, почти 80% соединений не имело гигиенических нормативов.
Органические вещества, обнаруженные в воде бассейна
Вещество Концентра- ПДК,
ция, мкг/дм' мкг/дм
Углеводороды 12,3
В том числе:
предельные: 7,9
гексадекан 7,9 н/у
циклические: 1,0
1 -этил-1 -метил-циклопропан 0,6 Н/У
З-метилбутенилциклогексен-З 0,4 н/у
ароматические: 3,5
толуол 2,7 500
м,п-ксилолы 0,8 50
Кислородсодержащие соединения 147,6
В том числе:
спирты 1,4
1,1'-(1 -мстил-1,2-этандиил)бис,ок-
сипропанол-2 1,4 н/у
альдегиды 49,2
формальдегид 17 50
ацетальдегид 26 200
гексаналь 5,5 н/у
2,4-нонадиеналь 0,7 н/у
кетоны 2,8
2-пентанон 0,9 н/У
1-фенилбутанон 0,3 н/у
бензофенон 1,3 н/У
1,7,7-триметил-бицикло /2.2.1/ 0,3 н/У
гептан-2-он
эфиры 52,0
диэтиловый эфир 6,5 300
2,2-диэтил -1,3 -диоксолан 1,8 н/У
2-этил-2-изобутил-1,3-диоксолан 6,5 н/у
этиловый эфир 2-метил-З-кетогек-
сановой кислоты 2,4 н/У
2-бутеновой кислоты 2-пропилде-
кановый эфир 22,9 н/У
дециловый эфир уксусной кислоты 9,3 н/у
метиловый эфир З-ксто-2-пентил- 2,6
циклопентанукгусной кислоты н/У
карбоновые кислоты 35,8
кротоновая 35,4 н/У
гексановая 0,4 н/У
фенолы 5,0
фенол 0,02 1
трст-бутил-4-метоксифенол 4,96 н/У
фурановые соединения 1,4
5,5-диметил-2(5Н) фуран 1,4 н/У
Галогенсодержащие соединения 125,2
хлороформ 94,0 100
бромдихлорметан 8,3 30
дихлорацетонитрил 3,2 н/У
дихлорметан 5,0 20
2,2-дихлор-1,1,1 -трифторэтан 5,1 н/У
четыреххлористый углерод 0,7 2
1,1,2-трихлор-1,1 -дифторэтан 1,5 н/У
2,2-дихлорацстамид 1,6 н/У
2,2,2-трихлорацетамид 1,7 н/У
4-хлор-2-метилбензэтаноламин 3,1 н/У
окси-бис-дихлорметан 1,0 н/У
Азотсодержащие соединения 10,7
Ы-метиленэтанамин 4,2 н/у
2,3-диметилбензамин 0,6 н/у
бензацетонитрил 1,3 н/У
Ы,Ы-диэтил-3-метилбензамид 1,6 н/у
З-амино-5-метил-1Н-1,2,4-триазин 0,5 н/У
4-метилморфолан 1,6 н/У
3,5-диметил-4-нитроизооксазол 0,3 н/У
гликоцианидин 0,6 н/у
Серосодержащие соединения 1,9
метилтиометилбензол 0,3 н/У
бензтиазол 1,6 н/у
Всего загрязняющих веществ... 297,7
Примечание, н/у— ПДК в России не установлена.
Важно указать, что большинство соединений, обнаруженных в объектах городской среды, не входили в стандартный набор контролируемых показателей. Вызывает обеспокоенность, что среди спектров идентифицированных веществ значительная часть (иногда до 80%) соединений не имеет гигиенических нормативов. Следовательно, их влияние на здоровье человека остается бесконтрольным. В то же время среди ненормированных веществ присутствовали соединения, относящиеся к группам высокотоксичных соединений.
Неучтенные вещества могут вносить существенный вклад в оценку опасности здоровья населения. Так, важно учитывать спектры органических веществ и уровни их содержания при расчете реальной химической нагрузки на здоровье населения. В частности, уровень загрязнения воздушной среды, рассчитанный по суммарному превышению ПДК (Ксум) по широкому спектру идентифицированных соединений, в атмосферном воздухе в районе расположения мусоросжигательного завода составлял 127, на перекрестке с интенсивным автомобильным движением — 84, в воздухе комнаты с табачным дымом — 79, а для сравнения в атмосферном воздухе в парке — 5. Расчет же К.ум только по стандартным контролируемым показателям не дает истинного представления о реальной опасности химического загрязнения окружающей среды современного города. Полученные результаты подчеркивают гигиеническую значимость идентификации реального химического загрязнения при оценке опасности его воздействия на здоровье населения в условиях города.
Расшифровка реальных спектров веществ по компонентному составу, уровню и групповой принадлежности важна не только для совершенствования системы аналитического контроля качества городской среды, но и для решения многих научных и практических задач в области гигиены города, в частности химико-аналитического обеспечения социально-гигиенического мониторинга, оценки риска для здоровья населения, оценки реальной химической нагрузки на человека, поиска источника загрязнения методом "отпечатков пальцев", оценки безопасности и эффективности новых технологий, оценки оздоровительных мероприятий, для сертификации новой продукции и др. Поэтому особенностью физико-хи-мических исследований, проводимых в настоящее время, следует считать повышенное внимание к оценке реальных спектров химических загрязнений, содержащихся в окружающей среде.
Таким образом, для совершенствования аналитического контроля качества окружающей среды современного города мы предлагаем исходить из следующего алгоритма: идентификация с количественной оценкой возможно более полного спектра загрязняющих веществ; выбор ведущих показателей на основе оценки выявленного компонентного состава загрязнений по степени их гигиенической значимости с учетом комплекса критериев: частота обнаружения, уровни концентраций, групповая принадлежность, специфичность для расположенного вблизи источника загрязнения (при контроле атмосферного воздуха или почвы) и способа обеззараживания (при контроле питьевой воды), способность к трансформации, возможность образования более токсичных продуктов трансформации; контроль целевыми анализами по выбранным ведущим показателям. Развитие аналитических исследований с использованием современных методов физико-химического анализа, ориентированных на идентификацию широкого спектра соединений, будет направлено на совершенствование системы контроля качества объектов городской среды, что в свою очередь способствует сохранению здоровья населения.
Поступила 10.04.07
Summary. Improving the chemoanalytical quality control of the urban environment requires transition from the assessment considering only certain things determined by target analyses to the comprehensive assessment based on monitoring with the
identification of the maximally complete spectra of substances contained in the environmental objects and coming from the sources of pollution, by using the appropriate algorithm; identification, quantifying a spectrum of pollutants as completely as possible; selection of the leading indices, by evaluating the detected composition of pollutions from the degree of their hygi-
enic significance, by taking into account a set of criteria (detection rate, concentrations, group affiliation, specificity for a nearby source of pollution in the check of drinking water, a capacity for transformation, possible formation of more toxic transformation products); and monitoring through target tests by the chosen leading indices.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2007 УДК 614.72:656.13]:616.2(470-25)
А. В. Иваненко, И. Ф. Волкова, А. П. Корниенко
ВЫБРОСЫ АВТОТРАНСПОРТА, КАЧЕСТВО АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ МОСКВЫ
ФГУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Москве
Стремительное увеличение автопарка Москвы приводит к значительному возрастанию объемов выбросов загрязняющих веществ в воздушную среду города. В виде отработавших газов в атмосферный воздух ежегодно выбрасывается около 1 млн т загрязняющих веществ. Тенденция устойчивого роста автомобильного парка сохраняется последние 15 лет: по состоянию на 2006 г. он приблизился к 3 млн единиц, потребляющих в год около 5 млн т моторного топлива.
Возрастает интенсивность использования всех видов транспортных средств. В результате прирост массы выделяемых в атмосферу загрязняющих веществ опережает прирост абсолютной численности автопарка. Вклад автотранспорта в загрязнение атмосферы неуклонно возрастает и составляет в последние годы около 90% (1 млн т), выбросы объектов промышленности и топливно-энерге-тического комплекса составляют 17% суммарного выброса (184 тыс. т). Специфика подвижных источников загрязнения (автомобилей) проявляется в том, что выброс осуществляется непосредственно на территориях жилых районов в зоне дыхания человека.
Основную массу выбросов вредных веществ автотранспортом составляют оксиды азота, оксид углерода, углеводороды. Однако для здоровья населения опасность также представляют канцерогенные вещества (бензол, свинец, 1,3-бутадиен) и опасные органические вещества (формальдегид, акролеин, толуол, ксилолы) [3, 5—7].
Высокие уровни загрязнения особенно характерны для примагистральных территорий и центральной части города, занимающих 35—40% площади Москвы.
По результатам социально-гигиенического мониторинга высокая химическая нагрузка, связанная с загрязнением атмосферного воздуха, основным источником которого является автотранспорт, оказывает негативное влияние на здоровье населения.
В эпидемиологических исследованиях отечественных и зарубежных авторов установлена связь распространенности болезней системы кровообращения, в том числе ишемической болезни сердца, с загрязнением среды обитания, особенно атмосферного воздуха [1,2, 6].
В структуре общей заболеваемости взрослого населения Москвы болезни системы кровообращения занимают 1-е ранговое место (23,3%). В последние 5 лет заболеваемость стабилизировалась, показатели в противоположность предшествующим годам наблюдения не имеют существенных различий. Первичная заболеваемость взрослых болезнями системы кровообращения зарегистрирована в 2005 г. на уровне 17,3, в 2001 г. — на уровне 20 на 1000 взрослого населения.
Реализация мероприятий и разработанных управленческих решений, экологических программ, ориентированных на совершенствование планировочных градостроительных мероприятий Москвы, улучшение экологических показателей автотранспорта способствовали уменьшению химической и физической нагрузки на население: последние годы (2001—2005) наблюдаются ста-
билизация и улучшение ряда важнейших показателей, характеризующих среду обитания.
В атмосферном воздухе Москвы в 2005 г. содержание химических веществ основных компонентов выбросов автотранспорта (оксида углерода, формальдегида, бензола, фенола) имело тенденцию к снижению; содержание диоксида азота по отношению к 2004 г. осталось неизменным, но значительно снизилось по отношению к предшествующим годам.
В последние годы наблюдается стабилизация показателей заболеваемости болезнями органов дыхания у всех групп населения, в том числе у детей. Как и в предшествующие годы, в 2005 г. уровни заболеваемости детей в целом по классу болезней органов дыхания в 4,5 раза выше, чем у взрослых, и в 1,5 раза выше, чем у подростков.
Распространенность хронических заболеваний органов дыхания у детского населения в 2002—2005 гг. осталась на уровне 1998—2001 гг., темп прироста составил 1,4% против 33,5% в предшествующий период. Снижение и стабилизацию уровней заболеваемости можно связать со снижением загрязнения атмосферного воздуха, наблюдаемым в последние годы в Москве (рис. 1).
В определенной мере с воздействием загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах автотранспорта, связано увеличение заболеваемости населения Москвы болезнями органов дыхания аллергической природы: бронхиальной астмой и аллергическим ринитом, поскольку большинство из химических соединений обладает раздражающим действием на слизистые оболочки респираторной системы и провоцируют возникновение этих заболеваний.
Показатели первичной заболеваемости и распространенности заболеваемости детей астмой и наличия у них астматического статуса не изменились, в то время как распространенность астмы и астматического статуса у подростков сохраняет тенденцию увеличения показате-
%
90-, 80-70-60-50-40-30-20-10-0-
81,24 ■ -
82,1
60,84,
33,27
22,25
1994-1997 1998-2001 2002-2005 гг. —ф— первичная заболеваемость -в- распространенность
Рис. 1. Динамика показателей заболеваемости хроническими болезнями органов дыхания на 1000 детского населения Москвы.
